Decomposição DE Forças Coplanares PDF

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MINISTERIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS

INSTITUTO DE FÍSICA E MATEMÁTICA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

ENGENHARIA GEOLÓGICA

FÍSICA BÁSICA EXPERIMENTAL I

ONDAS ( TUBO DE KUNDT)

Nomes:

Adilson Aparecido da Silva Amanda Queiroga Vitória Cruz

Professor: Rafael

Pelotas – RS 03 de Agosto de 2017

1. EXPOSIÇÃO TEÓRICA: Forças são definidas como grandezas vetoriais na Física. Com efeito, uma força tem módulo, direção e sentido e obedecem as leis de soma, subtração e multiplicação vetoriais da Álgebra. Este é um conceito de extrema importância, pois mostra o movimento ou comportamento de um corpo pode ser estudado em função da somatória vetorial das forças atuantes sobre ele, e não de cada uma individualmente. Por outro lado, para obter forças resultantes, utiliza-se a lei dos cossenos e a regra do paralelogramo. Qualquer ponto material fica em equilíbrio quando exerce sobre ele uma força F. Mostrando que o módulo de F seja tal que F = P. Temos assim, atuando sobre o ponto, duas forças de mesmo módulo, mesma direção e sentidos contrários que a resultante das forças atuantes nesse ponto é nula, isto é, R = 0. Pela primeira lei de Newton, é provado que todo ponto material estará em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Se o sistema está em equilíbrio e não apresenta movimento. Conclui -se que nenhuma força resultante age sobre ele. Assim, a força equilibrante Fe anula completamente a força peso F1. Isaac Newton desenvolveu o principio das forças em 1666 dc, tomando como base as leis de Galileu, relativas à queda dos corpos, e às leis de Kepler, a respeito do movimento dos planetas. Essas leis formam o verdadeiro alicerce da física e da engenharia, e consideradas com uma das maiores descobertas cientificas de todos os tempos.

2. OBJETIVOS:

O presente relatório de propõe a partir da observação e posterior análise, caracterizar a decomposição de forças. Estudar as forças atuantes no sistema . 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1 Materiais:

- Painel metálico multifuncional Cidepe; - 2 dinamômetros magnéticos ; - Um dinamômetro convencional ; - Escala angular pendular; - Gancho curvo; - Duas massas acopláveis com peso de 0,5N

- Dois fios de poliamida.

3.2 Métodos:



Regulamos os dinamômetros magnéticos de forma que obtemos dois ângulos θ1 = 60° e θ2= 30° ; Onde foi verificado o peso de cada dinamômetro.



Regulamos os dinamômetros novamente de forma a obter dois ângulos θ1 = 30° e θ2= 30° ;



Regulando novamente de forma a obter dois ângulos θ1 = 70° e θ2= 20°. Anotando o peso de cada dinamômetro.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A partir do referente experimento foi possível analisar as forças atuantes em um sistema. Além disso, pode-se observar o comportamento do movimento em questão através de sua decomposição de forças. Com a análise e aferição de dados experimentais recolhidos, foram determinadas as forças atuantes no sistema em questão.

Peso em questão : 1,2 N N Ângulo

Ângulo

Peso em

Peso em

∑

∑

1

2

relação

relação ao

Forças

Forças

ao ângulo

ângulo 2

em x

em y

1 0,9N

0,57N

1,06N

-0,256N

30°

60°

30°

30°

0,6N

0,6N

1,04 N

-0,6N

70°

40°

0,62N

0,88N

0,97N

-0,052N

4.1 QUESTÕES A partir da execução do experimento e obtendo os respectivos resultados, pergunta-se: 1. Para cada experimento, desenhe o diagrama de forças, incluindo as componentes das forças e os respectivos ângulos?

2. Decomponha as forças teóricas que representam o experimento e escreva as equações para a resultante das forças em cada uma das direções x e y. CASO 1 P/ F1:

Fy= F . sen 30°

Fx= F . cos 30°

Fy= 0,6 .0,5

Fx= 0,6 . 0,866

Fy= 0,3 N

Fx= 0,5196 N

P/ F2: Fy= F . sen 60°

Fx= F . cos 60°

Fy= 0,57. 0,866

Fx= 0,57 . 0,5

Fy= 0,493 N

Fx= 0,285 N

CASO 2 P/ F1: Fy= F . sen 30°

Fx= F . cos 30°

Fy= 0,6 .0,5

Fx= 0,6 . 0,866

Fy= 0,3 N

Fx= 0,5196 N

P/ F2: Fy= F . sen 30°

Fx= F . cos 30°

Fy= 0,6 .0,5

Fx= 0,6 . 0,866

Fy= 0,3 N

Fx= 0,5196 N

CASO 3 P/ F1: Fy= F . sen 70°

Fx= F . cos 70°

Fy= 0,62 .0,9396

Fx= 0,62 . 0,3420

Fy= 0,5825 N

Fx= 0,2120 N

P/ F2: Fy= F . sen 40°

Fx= F . cos 40°

Fy= 0,88 .0,64278

Fx= 0,88 . 0,7660

Fy= 0,3 N

Fx= 0,6741 N

3. Substitua os valores obtidos no experimento nas equações obtidas na questão anterior e calcule a resultante das forças. CASO1 ∑F1 (x,y) =1,24N ∑F2 (x,y) =0,778N

FR= FR=

√ ( ∑F 1 ) +(∑ F 2)² √ ( 1,24) +(0,778) ² 2

2

FR= 1,46N

CASO2 ∑F1 (x,y) =0,8196N ∑F2 (x,y) =0,8196N

FR= FR=

√ ( ∑F 1 ) +(∑ F 2)² √ ( 0,8196) +(0,8196 ) ² 2

2

FR= 1,159N

CASO3 ∑F1 (x,y) = 0,7945N ∑F2 (x,y) = 1,24N

FR= FR=

√ ( ∑F 1 ) +(∑ F 2)² √ ( 0,7945) +(1,24 ) ² 2

2

FR= 1,47N

4. Para cada uma das direções, compare o somatório das forças com a respectiva componente P. CASO1 ∑F1 (x,y) - P =1,24N - 1,2N= 0,04N

∑F2 (x,y)- P =0,778N -1,2N= 0,422N

CASO2 ∑F1 (x,y) - P =0,8196N -1,2N= 0,3804N ∑F2 (x,y) - P =0,8196N -1,2N= 0,3804N

CASO3 ∑F1 (x,y) - P =0,7945N - 1,2N= 0,4055N ∑F2 (x,y) - P =1,24N - 1,2N= 0,04N

5. Para cada conjunto de medidas, determine o erro percentual entre o somatório das componentes e a respectiva componente de P. Discuta possíveis discrepâncias nos resultados.

CASO1 F1 D%=

−exato 1,24−1,2 x 100% = | x 100% = |aproximado | 1,2 | exato

3,33%

F2 D%=

−exato |aproximado | x 100% = |0,7781,2−1,2 | x 100% = exato

35,16%

CASO2 F1

D%=

−exato 0,7945−1,2 x 100% = | |aproximado | | x 100% = 1,2 exato

31,7 %

F2 D%=

−exato 0,8186−1,2 x 100% = | |aproximado | | x 100% = 1,2 exato

31,7 %

CASO3 F1 D%=

−exato 0,7945−1,2 x 100% = | |aproximado | | x 100% = exato 1,2

33,79 %

F2 D%=

−exato |aproximado | x 100% = |1,241,2−1,2 | x 100% = 3,33 exato

%

6. Qual o significado do sinal nos ângulos medidos.

Por que assumimos sentido anti- horário portanto os ângulos medidos em pauta do experimento estão a assumir somente valores positivos, conforme a convenção da geometria.

7. Discuta suas conclusões....